多晶硅太阳能电池扩散方法技术

技术编号:8079710 阅读:216 留言:0更新日期:2012-12-13 23:00
本发明专利技术涉及一种多晶硅太阳能电池扩散方法,其特征在于该扩散方法的工艺步骤如下:进舟→升温→氧化→扩散→再分布→降温→出舟,其中扩散步骤先进行低温预沉积再进行高温扩散。本发明专利技术由于低温下磷源无法完成与硅片的反应,因此扩散第一步低温通源时只进行低温预沉积,磷源无法向硅片体内扩散(或进行速率非常低的扩散),而仅在硅片表面堆积,经过一定时间通源后,硅片表面形成一定厚度的磷膜;第二步高温通源时才进行高温扩散,原硅片表面的磷与硅片反应,并向硅片体内扩散,此时硅片中心点与四周扩散速率相同,因此扩散均匀性较好,硅片表面及体内杂质浓度分布均匀,提高硅片方阻均匀性,从而提高电池片最终光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,属于太阳能电池制造领域。
技术介绍
太阳能电池是ー种将光能直接转化为电能的器件,由于其清洁、无污染,取之不尽,用之不竭,受到越来越多的关注。多晶硅太阳能电池扩散通常以磷扩散制结,该步骤是整个制备过程中的一个关键步骤,其质量会直接影响到电池的光电转换效率,典型的结制备分为两步第一歩用氮气通过液态的三氯氧磷(POCl3),将所需要的杂质(磷)用载气氮气(N2)输运至高温硅片表面,杂质扩散深度约为几百个纳米;第二步是高温处理(即驱入处理),使预淀积在表面的杂质原子继续向基体深处扩散,这样就形成了ー个N+/N层,这样的结构有利于后电极的制备。常规的扩散方法流程一般为进舟一升温一氧化一扩散一再分布一降温一出舟,扩散步骤和再分布步骤采用同一温度完成(參见图I)。扩散过程中,POCI3 (可以分解为磷元素的液态源)在高温情况下与娃片表面发生反应,并由娃片表面向娃片体内扩散。由于娃片在扩散炉管中间距很小(约2. 5_),在硅片中心位置较难获得与周围等量的磷源,导致扩散均匀性较差,硅片中心点杂质浓度低,方阻偏高,电池片最終光电转换效率较低。单纯的通过变化温度,浓度或者时间都很难改变这ー问题,优化程度有限。因此寻求ー种使得扩散均匀性较好,硅片表面及体内杂质浓度分布均匀,提高硅片方阻均匀性,从而提高电池片最终光电转换效率的尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足,提供一种,使得扩散均匀性较好,硅片表面及体内杂质浓度分布均匀,提高硅片方阻均匀性,从而提高电池片最终光电转换效率。本专利技术的目的是这样实现的 一种,其扩散方法的エ艺步骤如下 步骤一、进舟 制绒后的硅片进入扩散炉中,在硅片进舟过程中向扩散炉的进气管通入大氮; 步骤ニ、升温 扩散炉升温至77(T790°C,在升温过程中保持通入大氮; 步骤三、氧化 保持扩散炉的温度为77(T790°C,向扩散炉中通入大氮和氧气; 步骤四、扩散 4. I、低温预沉积 保持扩散炉的温度为77(T790°C,向扩散炉中通入大氮、氧气以及携源小氮; 4. 2、高温扩散扩散炉升温至825 850°C,向扩散炉中通入大氮、氧气以及携源小氮; 步骤五、再分布 保持扩散炉的温度为825-850°C,停止通携源小氮,继续向扩散炉中通入大氮和氧气; 步骤六、降温 扩散炉的温度降为77(T790°C,停止通携源小氮,继续向扩散炉中通入大氮和氧气; 步骤七、出舟 在硅片出炉过程中向扩散炉中继续通入大氮。作为ー种优选,步骤一、扩散炉的初始温度为50(T770で,大氮流量为2350(T24500sccm,进舟时间为 700 900s ; 步骤ニ、大氮流量为2350(T24500sccm,升温时间为70(T900s ; 步骤三、大氮流量为2350(T24500sccm,氧气流量为40(T600sccm,氧化时间为300 600s ; 步骤四、 4. I、大氮流量为2150(T22500sccm,氧气流量为40(T600sccm,小氮流量为80(Tl500sccm,低温预沉积时间为30(T900s ; 4.2、大氮流量为2250(T23500sccm,氧气流量为40(T600sccm,小氮流量为60(Tl200sccm,高温扩散时间为 60(Tl200s ; 步骤五、大氮流量为2350(T24500sccm,氧气流量为40(T600sccm,再分布时间为300 600s ; 步骤六、大氮流量为2350(T24500sccm,氧气流量为40(T600sccm,降温时间为300 600s ; 步骤七、大氮流量为2350(T24500sccm,出舟时间为70(T900s。作为ー种优选,所述扩散炉的尾端向炉管内伸有进气管以及排气管,所述进气管与排气管分别位于炉管的上部与下部,所述进气管的下表面沿进气管的长度方向设置有多个进气孔,所述排气管的上表面沿排气管的长度方向设置有多个排气孔。作为ー种优选,所述进气管的同一截面上设置有三个进气孔,所述三个进气孔沿进气管截面的下半圆周均匀布置。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是 本专利技术由于低温下磷源无法完成与硅片的反应,因此扩散第一歩低温通源时只进行低温预沉积,磷源无法向硅片体内扩散(或进行速率非常低的扩散),而仅在硅片表面堆积,经过一定时间通源后,硅片表面形成一定厚度的磷膜;第二步高温通源时才进行高温扩散,原硅片表面的磷与硅片反应,井向硅片体内扩散,此时硅片中心点与四周扩散速率相同,因此扩散均匀性较好,硅片表面及体内杂质浓度分布均匀,提高硅片方阻均匀性,从而提高电池片最终光电转换效率。进气管的下表面设置有多个进气孔,排气管的上表面设置有多个排气孔,通入的反应气体可以通过进气管多点进气和排气管多点排气,气流从各个气孔进出,平行流过硅片表面,使得气体在炉管内分布均匀,提高整管磷扩散的片间、片内方阻均匀性。附图说明图I为常规扩散方法的步骤图。图2为本专利技术扩散方法的步骤图。图3为常规扩散方法时硅片表面杂质浓度分布曲线。图4为本专利技术扩散方法时硅片表面杂质浓度分布曲线。图5为本专利技术的扩散炉的正视图。图6为图5的右视图。图7为图5中的进气管仰视图。图8为图7的右视图。 图9为图5中的排气管的俯视图。图10为图9的右视图。其中 炉管I 进气管2 排气管3 进气孔4 排气孔5。具体实施例方式參见图2,本专利技术涉及的一种,其扩散方法的エ艺步骤如下 步骤一、进舟 制绒后的硅片进入初始温度为50(T77(TC的扩散炉中,进舟时间为70(T900s,在硅片进舟过程中向扩散炉的进气管通入大氮,大氮流量为2350(T24500sccm。步骤ニ、升温 扩散炉升温至77(T790°C,升温时间为70(T900s,在升温过程中通入大氮,大氮流量为23500 24500sccm。步骤三、氧化 保持扩散炉的温度为77(T790°C,向扩散炉中通入大氮和氧气,大氮流量为2350(T24500sccm,氧气流量为 40(T600sccm,氧化时间为 30(T600s。步骤四、扩散 4.I、低温预沉积 保持扩散炉的温度为77(T790°C,向扩散炉中通入大氮、氧气以及携源小氮(携带POCl3的小流量氮气),大氮流量为2150(T22500SCCm,氧气流量为40(T600SCCm,小氮流量为80(Tl500sccm,低温预沉积时间为30(T900s。4. 2、高温扩散 扩散炉升温至825 850°C,向扩散炉中通入大氮、氧气以及携源小氮,大氮流量为2250(T23500sccm,氧气流量为40(T600sccm,小氮流量为60(Tl200sccm,高温扩散时间为600 1200s。步骤五、再分布保持扩散炉的温度为825-850°C,停止通携源小氮,继续向扩散炉中通入大氮和氧气,大氮流量为2350(T24500sccm,氧气流量为40(T600sccm,再分布时间为30(T600s。步骤六、降温 扩散炉的温度降为77(T790°C,停止通携源小氮,继续向扩散炉中通入大氮和氧气,大氮流量为2350 (T24500sccm,氧气流量为40(T600sccm,降温时间为30(T600s。步骤七、出舟 出舟时间为70(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅太阳能电池扩散方法,其特征在于该扩散方法的工艺步骤如下:步骤一、进舟制绒后的硅片进入扩散炉中,在硅片进舟过程中向扩散炉的进气管通入大氮;步骤二、升温扩散炉升温至770~790℃,在升温过程中保持通入大氮;步骤三、氧化保持扩散炉的温度为770~790℃,向扩散炉中通入大氮和氧气;?步骤四、扩散4.1、低温预沉积保持扩散炉的温度为770~790℃,向扩散炉中通入大氮、氧气以及携源小氮;?4.2、高温扩散扩散炉升温至825~850℃,向扩散炉中通入大氮、氧气以及携源小氮;?步骤五、再分布保持扩散炉的温度为825?850℃,停止通携源小氮,继续向扩散炉中通入大氮和氧气;步骤六、降温扩散炉的温度降为770~790℃,停止通携源小氮,继续向扩散炉中通入大氮和氧气;步骤七、出舟在硅片出炉过程中向扩散炉中继续通入大氮。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:赵贵燕邱军辉王世贤龚丽坤
申请(专利权)人:江阴鑫辉太阳能有限公司
类型:发明
国别省市:

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